苍蝇模拟一种治疗帕金森氏症的潜在甜味疗法
特拉维夫大学的研究人员描述了一项实验,该实验可能导致一种使用常见甜味剂甘露醇治疗帕金森病的新方法。这项研究今天在美国遗传学学会第54届年会上发表果蝇2013年4月3日至7日,华盛顿研究会议。
甘露醇是一种糖醇,是无糖口香糖和糖果的常见成分。甘露醇最初从开花的白蜡花中分离出来,被认为是《圣经》时代从天而降的“吗哪”。真菌、细菌、藻类和植物可以产生甘露醇,但人体不能。大多数商业用途是从海藻中提取的,尽管化学家可以合成它。它不仅可以用作甜味剂。
的食品和药物管理局批准甘露醇作为静脉利尿剂冲洗多余的液体。它还能使药物通过血脑屏障(BBB),紧密相连的细胞形成的细胞壁毛细血管在大脑中。将甘露醇注入血管五分钟后,将这些微小血管细胞紧密连接在一起的连接处就会轻微分开颈动脉它们的开放时间约为30分钟。
甘露醇还有另一种鲜为人知的功能:防止一种叫做α-突触核蛋白的粘性蛋白质粘住黑质帕金森病和路易体痴呆(LBD)患者大脑的一部分,其症状与帕金森病相似。在疾病状态下,蛋白质首先错误折叠,然后形成片状,聚集,然后延伸,形成粘性原纤维。
某些生化药剂分子伴侣通常能稳定蛋白质,帮助它们折叠成原始的三维形态,这对蛋白质的功能至关重要。甘露醇是一种化学伴侣。就像送货员既开门又送披萨一样,甘露醇可以通过进入大脑恢复正常的α-突触核蛋白折叠来治疗帕金森氏症。
丹尼尔·西格尔博士和特拉维夫大学的同事们研究了甘露醇对大脑的影响,他们把甘露醇喂给具有高度聚集α-突触核蛋白的PD型果蝇。
研究人员使用“运动爬升试验”来研究苍蝇的运动。正常的苍蝇能在试管壁上蹦蹦跳,但大脑被α-突触核蛋白聚集物阻碍的苍蝇会呆在试管壁的底部,大概是因为它们不能正常移动。用18秒内爬升1厘米的苍蝇的百分比来评价甘露醇的效果。
一组实验连续27天每天测试苍蝇。在那之后,72%的正常果蝇会向上攀爬,而PD果蝇的这一比例为38%。他们不能上升到试管的两侧表明“严重的运动功能障碍”。
相比之下,培育了携带人类突变α-突触核蛋白基因的果蝇,其幼虫以甘露醇为食,甘露醇使小瓶底部的培养基变甜。这些果蝇的情况要好得多——其中70%的果蝇在27天后能够爬升。它们的大脑切片显示,与在缺乏甘露醇的常规培养基中饲养的突变果蝇相比,它们大脑中累积的错误折叠蛋白质减少了70%。
从帮助有攀爬障碍的苍蝇到为人类提供一种新的治疗方法还有很长的路要走,但这项研究提出了一个可能的新的治疗方向。然而,西格尔医生警告说,患有帕金森病或类似运动障碍的人不应该嚼大量甘露醇甜的口香糖或糖果;这对他们目前的状况没有帮助。研究人员的下一步是在老鼠身上证明救援效果,类似于提高苍蝇的攀爬能力,在这个过程中,一个滚动的鼓(“旋转杆”)活动评估了移动能力。
西格尔博士说:“在甘露醇被证明对帕金森病有效之前,更保守和可能更直接的使用方法可以是传统的,将其作为血脑屏障干扰剂,以促进其他通过血脑屏障有问题的批准药物的进入。”如果在小鼠身上的实验结果与该研究的结果一致,那么在少量志愿者身上进行甘露醇的初步临床试验可能会继续进行苍蝇他补充说,但这还需要许多研究步骤。